JP2009143184A - 光情報記録媒体用記録層および光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体用記録層および光情報記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】記録レーザパワーが約6〜7mWと低くても、高い信号変調度と高いC/N比を有しており、耐久性にも優れた光情報記録媒体用記録層、および当該記録層を備えた光情報記録媒体を提供する。
【解決手段】本発明の光情報記録媒体用記録層は、レーザ光の照射によって記録マークが形成される記録層であって、前記記録層は、Ni及び/又はCoを1〜50原子%含むIn−Ni合金及び/又はIn−Co合金に窒素を含有するIn基合金からなるものである。上記In−Ni合金は窒素原子を5〜14原子%の範囲で含有することが好ましく、上記In−Co合金は窒素原子を5〜20原子%の範囲で含有することが好ましい。
【選択図】図1

Description

本発明は、光情報記録媒体用の記録層(光記録層)および光情報記録媒体に関するものである。本発明の光情報記録媒体用記録層は、現行のCD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)、次世代型の光情報記録媒体(HD−DVDやBlu−ray Disc)に用いられ、特に、青紫色のレーザを用いる追記型の光情報高密度記録媒体に好適に用いられる。
光情報記録媒体(光ディスク)は、記録再生方式により、再生専用型、書換え型および追記型の3種類に大別される。
このうち追記型の光ディスクでは、主に、レーザ光が照射された記録層材料の物性の変化を利用してデータを記録する。追記型の光ディスクは、情報の記録はできるが消去や書換えを行なうことはできない。このような特性を利用し、追記型の光ディスクは、データの修正や変更を行うことのない文書ファイルや画像ファイルなどの保存に用いられ、例えば、CD−R、DVD−R、DVD+R等が市販されている。
追記型の光ディスクに用いられる記録層材料としては、例えば、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、アゾ系色素などの有機色素材料が知られている。有機色素材料にレーザ光を照射すると、色素の熱吸収によって色素や基板が分解、溶融、蒸発されるなどして記録マークが形成される。ところが有機色素材料を用いる場合、色素を有機溶媒に溶解してから基板上に塗布しなければならず、生産性が低いという問題がある。また、有機色素材料は、光に比較的敏感に反応するため、耐光性に劣り、記録信号の長期安定保存性などの点でも問題がある。
このような有機色素材料の問題点を改善するため、光記録層として無機材料薄膜を使用し、この薄膜にレーザ光を照射して、局所的に記録マーク(穴、ピットなど)を形成することにより記録を行なう方法(穴開け方式)が提案されている。
穴開け方式によれば、2層以下の無機材料薄膜で記録膜を形成できるため、コストや生産性の点で有利である。しかしながら、穴開け方式では、記録膜である無機材料薄膜の融点以上に温度を高めて穴やピットなどを開けることが必要であり、必然的に高いレーザパワーが要求される。レーザパワーが高くなると、穴やピットなどを開けたポット部分に、レーザ光の照射によって溶融した膜が水滴状態で残存し易くなる。このような水滴状の溶融膜が存在すると、記録マーク部分の反射率の変化が阻害され、信号の変調度が上がらないという問題がある。
上記の問題を解決するため、種々の光記録膜が開示されている。例えば、特許文献1および2には、Alを含むCu基合金からなる反応層と、Siなどを含む反応層とが積層された記録膜が開示されており、特許文献3にはInを含むCu基合金、特許文献4にはBi等を含むAg基合金からなる記録膜が開示されている。また、特許文献5にはBiやInを含む厚さ1〜8nm程度のSn−Cu基合金、特許文献6には、記録特性に優れたSn−Bi合金にSnやBiよりも酸化されやすい被酸化性物質を添加した記録膜、特許文献7には、Bi等を含むSn基合金が開示されている。更に特許文献8には、CuやAgの低温分解金属窒化物と、Ge、Ti、Si、Alの高温分解化合物との混合物からなる記録膜が開示されている。
特開2004−5922号公報 特開2004−234717号公報 特開2002−172861号公報 特開2002−144730号公報 特開平2−117887号公報 特開2001−180114号公報 特開2002−225433号公報 特開2006−182030号公報
近年、記録情報の高密度化に対応するため、青紫色レーザなどの短波長レーザを用いた光情報記録媒体の技術開発が活発に行なわれている。光情報記録媒体用記録膜に要求される特性としては、記録膜からの反射率を高いレベルで維持しながら、記録レーザパワーが約6〜7mWと低くても記録感度に優れており、更には耐久性にも優れていることが挙げられる。
記録感度の指標としては、例えば、C/N比(carrier to noise ratio、キャリアとノイズの出力レベルの比)が高いこと、ジッタ値が低いこと、などが挙げられる。高C/N比は、読み取り時の信号が強くバックグラウンドのノイズが小さいことを意味している。低ジッタは、再生信号位置のばらつきが小さいことを意味している。あるいは、ジッタの代わりに信号変調度を指標とする場合もあり、信号変調度が高いことは、間接的に低ジッタを意味していると解されている。
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的は、記録レーザパワーが約6〜7mWと低くても、高い信号変調度と高いC/N比を有しており、且つ、耐久性にも優れた光情報記録媒体用記録層、および当該記録層を備えた光情報記録媒体を提供することにある。
上記課題を解決することのできた本発明に係る光情報記録用記録層は、レーザ光の照射によって記録マークが形成される記録層であって、前記記録層は、Ni及び/又はCoを1〜50%(以下、特記しない限り、%は原子%を意味する。)含むIn−Ni合金及び/又はIn−Co合金に窒素を含有するIn基合金からなるところに要旨を有している。
好ましい実施形態において、前記In−Ni合金は窒素原子を5〜14%の範囲で含有する。
好ましい実施形態において、前記In−Co合金は窒素原子を5〜20%の範囲で含有する。
好ましい実施形態において、前記レーザ光の波長は350〜700nmの範囲内である。
好ましい実施形態において、前記レーザ光の波長は380〜450nmの範囲内である。
上記課題を解決することのできた本発明に係る光情報記録媒体は、上記のいずれかの光情報記録媒体用記録層を備えている。
本発明によれば、記録レーザパワーが約6〜7mWと低くても、高い信号変調度と高いC/N比を有しており、且つ、耐久性にも優れた光情報記録媒体用記録層、および当該記録層を備えた光情報記録媒体を提供することができた。
本発明者らは、記録感度が高くて耐久性に優れており、特に、次世代の青色レーザを用いた追記型の光情報高密度記録媒体に好適に用いられる穴開け方式の記録膜を提供するため、とりわけ、In基合金に着目して検討を行なった。その結果、Inに所定量のNiを含むIn−Ni合金、及び/又はInに所定量のCoを含むIn−Co合金に、所定量の窒素を含有するIn基合金を用いれば所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
本明細書において、「記録感度に優れる」とは、後記する実施例の欄で詳述するC/N比と信号変調度を指標とし、約6〜7mWの低い記録レーザパワーであっても、信号変調度が50%以上と高く、且つ、C/N比が45dB以上と高いものを意味する。以下では、上記のように信号変調度が50%以上と高いものを、単に「高信号変調度」と呼び、上記のようにC/N比が45dB以上と高いものを、単に「高C/N比」と呼ぶ場合がある。
本明細書において、「耐久性に優れる」とは、後記する実施例の欄で詳述するように、温度80℃、相対湿度約85%の環境下で96時間保持する恒温恒湿試験を行って波長405nmにおける反射率を測定したとき、試験前の反射率を100%とした場合の試験後の反射率の変化量(ΔR、%)の絶対値が15%以下のものを意味する。これにより、恒温恒湿環境下での長期保管時の耐久性を評価することができる。
はじめに、本発明に到達した経緯を説明しながら、本発明の構成を明らかにする。
まず、本発明において、Inをベース金属として用いた理由は、低融点かつ環境負荷が小さい(毒性が低い)からである。光記録層の反射率のみに着目すると、InよりもAl、Ag、Cuなどの方がやや優れているが、レーザ光照射による記録マークの形成性はInの方が格段に優れている。これは、Inの融点が約156.6℃であり、Al(融点は約660℃)、Ag(融点は約962℃)、Cu(融点は約1085℃)に比べて格段に低いため、In合金の薄膜はレーザ光の照射により低温でも容易に溶融もしくは変形し、低いレーザパワーでも優れた記録特性を発揮するためと考えられる。特に本発明では、青紫色レーザを用いる次世代型光ディスクに適用することを主な目的としており、この場合、Al基合金などでは記録マークの形成が困難になる恐れがあるので、In合金を採用することにした。また、Inは、耐久性に優れていることも知られている。よって、本発明では、Inをベース金属として用いることにした。
また、合金元素として、In中にNi及び/又はCoを含むIn−Ni合金及び/又はIn−Co合金を選択した理由は、Ni及び/又はCoの添加により、Inの上記作用を維持しつつ、Inの欠点(C/N比の低下など)を改善するためである。Inは低融点のため、In単独の純Inを用いると、C/N比が低下し、また記録層が粗く表面平滑性にも劣るため、実用性に劣る。これに対し、In中にNi及び/又はCoを含む合金を用いれば、In本来の特性を活かしつつ、その欠点である低C/N比や、記録層の表面平滑性不足などを改善することができるという新規知見に基づき、本願出願人は、先に出願を済ませている(特願2006−215745号)。
上記の出願を行なった後も、本願出願人は、In−Ni合金およびIn−Co合金を用い、記録感度および耐久性について更に詳細に検討を行なったところ、後記する実施例に示すように、(ア)In−Ni合金の場合、耐久性は良好なものの、記録感度に劣っているため、50%以上の高い信号変調度と45dB以上の高いC/N比を得るためには記録時に高いレーザパワーが必要であること、(イ)一方、In−Co合金の場合、記録感度は良好なものの、恒温恒湿試験後の反射率変動が大きく、保存信頼性(耐久性)に劣ることが判明した。
そこで、In−Ni合金およびIn−Co合金における各課題を解決するため、更に検討を重ねた結果、これらの合金中に窒素を所定量添加すれば上記の課題が解消され、良好な記録感度と保存信頼性を備えた記録膜が得られることを見出し、本発明を完成した。
In−Ni合金およびIn−Co合金に窒素を導入することによって上記課題が解決される理由は、詳細には不明であるが、In−Ni合金では、窒素の導入により熱伝導率が低減し、エネルギーの利用効率が高められて記録感度が改善されること、一方、In−Co合金では、窒素の導入により記録膜の酸化反応が抑制されるために保存信頼性(耐久性)が改善されること、が考えられる。
次に、本発明に用いられるIn−Ni合金およびIn−Co合金について説明する。
(In−Ni合金)
Niは、表面張力の向上によって濡れ性を改善し、更に、耐久性の向上に寄与する元素であり、このような作用を有効に発揮させるため、Niを1%以上添加する。ただし、過剰に添加すると、融点が上昇して記録感度が悪化するため、Ni量の上限を50%とした。記録感度および耐久性の両方を高めるためには、Niの含有量は10%以上45%以下であることが好ましく、20%以上40%以下であることがより好ましい。
上記のIn−Ni合金は、窒素原子を5〜14%の範囲で含有している。後記する実施例に示すように、耐久性のみを考慮すれば、In−Ni合金中に窒素を含有しなくても充分高い特性が得られるが、記録感度を本発明のレベルまで高めるためには、窒素原子の含有量を上記範囲内に制御する必要がある。詳細には、In−Ni合金中に含まれる窒素原子の量が5%未満の場合、所望とする高い信号変調度を低い記録パワーで得ることができず、一方、窒素原子の量が14%を超えると、所望とする高いC/N比を低い記録パワーで得ることができない。記録感度と耐久性の両方を高めるためには、窒素原子の含有量は、5%以上14%以下であることが好ましく、8%以上13%以下であることがより好ましい。
In−Ni合金および後記するIn−Co合金に含まれる窒素原子の含有量は、後に詳しく説明するように、XPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy:X線光電子分光)法を用いて測定することができる。本発明では、表面からの深さ方向の記録膜全体における窒素量の最大値を「光記録膜中の窒素量」とした。
(In−Co合金)
Coは、表面張力の向上による濡れ性の改善に寄与する元素であり、このような作用を有効に発揮させるため、Coを1%以上添加する。ただし、過剰に添加すると、融点上昇による記録感度の悪化を招くため、Co量の上限を50%とした。記録感度および耐久性の両方を高めるためには、Co量の下限は10%が好ましく、25%がより好ましく、一方、Co量の上限は45%が好ましい。
上記のIn−Co合金は、窒素原子を5〜20%の範囲で含有している。後記する実施例に示すように、信号変調度のみを考慮すれば、In−Co合金中に窒素を含有しなくても、窒素量を多くしても、In−Co合金と同様充分高い特性が得られるが、更に、高いC/N比および耐久性の両方をも確保するためには、窒素原子の含有量を上記範囲内に制御する必要がある。詳細には、In−Co合金中に含まれる窒素原子の量が5%未満の場合、耐久性に劣っており、一方、窒素原子の量が20%を超えると、所望とする高いC/N比を低い記録パワーで得ることができない。記録感度と耐久性の両方を高めるためには、窒素原子の含有量は、5%以上20%以下であることが好ましく、10%以上19%以下であることがより好ましい。
上記では、In−Ni合金およびIn−Co合金について、それぞれ、説明したが、In中にNiおよびCoを両方含むIn−Ni−Co合金に窒素が含まれるIn基合金も、本発明の範囲内に包含される。In−Ni−Co合金中に含まれるNiおよびCoの含有量の合計は、1%以上50%以下であることが好ましい。
以上、本発明を特徴付ける光記録膜に用いられるIn基合金について説明した。
光記録層の厚さは、光情報記録媒体の構造にもよるが、おおむね、1〜50nmの範囲内であることが好ましい。1nm未満では光記録層が薄過ぎるため、光記録層の上部や下部に、例えば光学調整層や誘電体層などを設けたとしても、光記録層の膜面にポアなどの欠陥が生じ易くなって所望の記録感度が得られない場合がある。一方、光記録層の厚さが、50nmを超えて厚くなり過ぎると、レーザ光照射によって与えられる熱が記録層内で急速に拡散し易くなり、記録マークの形成が困難になる。光記録層のより好ましい厚さは、誘電体層や光学調整層を設けない場合、8nm以上50nm以下であり、更に好ましくは10nm以上25nm以下である。また、誘電体層や光学調整層を設ける場合は、光記録層のより好ましい厚さは、3nm以上30nm以下であり、更に好ましくは5nm以上25nm以下である。
記録のために照射するレーザ光の波長は、350〜700nmの範囲であることが好ましい。レーザ光の波長350nm未満では、カバー層(光透過層)などによる光吸収が顕著となり、光記録層への書込み・読出しが困難になる。一方、レーザ光の波長が700nmを超えて過大になると、レーザ光のエネルギーが低下するため、光記録層への記録マークの形成が困難になる。レーザ光のより好ましい波長は350nm以上660nm以下であり、更に好ましくは380nm以上650nm以下である。
本発明に用いられるIn基合金薄膜は、例えば、スパッタリング法、蒸着法などによって成膜することができるが、スパッタリング法が好ましい。本発明で用いるIn以外の合金元素(Ni及び/又はCo)は、熱平衡状態ではInに対し固有の固溶限を有しているが、スパッタリング法によって薄膜を形成すると、上記合金元素がInマトリックス中に均一に分散するので、膜質が均質化し、安定した光学特性や耐環境性などが得られ易いからである。
本発明において、In基合金薄膜は、Ar,Neなどの不活性ガスと窒素との混合ガスを用いた反応性スパッタリング法で蒸着することが好ましい。具体的には、In基合金薄膜中に含まれる窒素原子の含有量は、不活性ガスの流量F1と窒素ガスの流量F2との比(F2/F1)を変化することによって本発明の範囲内に制御することができる。In−Ni合金では、Ar:Nの流量比をおおむね2:1〜10:1の範囲内に制御することが好ましく、おおむね、4:1に制御することがより好ましい。また、In−Co合金では、Ar:Nの流量比をおおむね、3:1〜8:1の範囲内に制御することが好ましく、おおむね、4:1に制御することがより好ましい。
その他の条件は特に限定されないが、例えば、以下のように制御することが好ましい。
基板温度 :室温〜50℃
到達真空度:3.0×10−6Torr以下
成膜時のガス圧:1〜3mTorr
DCスパッタリングパワー密度(ターゲットの単位面積当たりのDCスパッタリングパワー):0.6〜1.2W/cm
スパッタリング法に使用するスパッタリングターゲットは、真空溶解・鋳造法、粉末焼結法、スプレイフォーミング法などのいずれの方法によっても製造することができるが、特に、溶解・鋳造法によって作製したIn合金(以下、「溶製In基合金ターゲット材」という)を用いることが望ましい。溶製In基合金ターゲット材の組織と成分は均一であり、スパッタ率が安定しているばかりでなく、ターゲットからの原子の出射角度も均一であるため、成分組成の均一な光記録層が得られ易く、均質で高性能の光ディスクを製造できるからである。
上記光記録層を形成するために用いるスパッタリングターゲットの組成は、基本的に、前述した光記録層に用いられるIn−Ni合金及び/又はIn−Co合金の組成と同じであり、このようなスパッタリングターゲットを用いることにより、スパッタリングによって成膜される光記録層についても、同様の成分組成を容易に実現できる。
本発明の光情報記録媒体は、上記のIn基合金記録層を備えている。上記の記録層以外の構成は特に限定されず、光情報記録媒体の分野に公知の構成を採用することができる。
図1に、本発明による光情報記録媒体(光ディスク)の好ましい実施形態の構成を模式的に示す。図1には、波長が約380nmから450nm、好ましくは約405nmの青色レーザ光を記録層に照射し、データの記録および再生を行うことが可能な追記型の光ディスク10の構成を示している。図1に示すように、光ディスクは、基板1と、記録層2と、光透過層(カバー層)3とを備えている。
本発明に用いられる光ディスクの構成はこれに限定されず、例えば、基板1と記録層2との間に光学調整層や誘電体層を設けても良いし、記録層2と光透過層3との間に誘電体層を設けても良い。光学調整層や誘電体層を形成すれば光ディスクとしての反射率を高めることができる。
なお、図1には、記録層2および光透過層3がそれぞれ1層ずつ形成された1層光ディスクを示しているが、これに限定されず、記録層2および光透過層が少なくとも1層ずつ積層された2層以上の光ディスクであってもよい。
前述したように、本発明の特徴は、光情報記録媒体用記録膜の材料として、前述したIn基合金を用いた点にあり、記録層2以外の基板1や光透過層3、更には、光学調整層や誘電体層などの素材は特に限定されず、通常使用されているものを適宜選択して使用すればよい。
例えば、基板1の素材としては、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン系共重合体、非晶質ポリオレフィンなどが挙げられる。
また、光学調整層の素材としては、Ag、Au、Cu、Al、Ni、Cr、Ti等やそれらの合金など;誘電体層の素材としては、ZnS−SiO、Si、Al、Ti、Ta、Zr、Crなどの酸化物、Ge、Cr、Si、Al、窒素b、Mo、Ti、Znなどの窒化物、Ge、Cr、Si、Al、Ti、Zr、Taなどの炭化物、Si、Al、Mg、Ca、Laなどのフッ化物、或いはそれらの混合物などが例示される。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは本発明の技術的範囲に包含される。
実施例1
本実施例では、以下のようにして、下記(A)および(B)のIn基合金からなる光記録膜(いずれも、厚さ12μm)を備えた図1の光ディスクを作製し、変調度、C/N比、および耐久性を評価した。
(A)In−30%Ni合金中に表1に示す種々の窒素量を含有するIn基合金
(表1のNo.1〜4)
(B)In−27%Co合金中に表1に示す種々の窒素量を含有するIn基合金
(表1のNo.5〜8)
(1)光ディスクの作製法
ポリカーボネート基板(厚さ:1.1mm、トラックピッチ:0.32μm、溝幅:0.16μm、溝深さ:25nmのBD基板)の表面に、下記条件のDCマグネトロンスパッタリング法によって上記(A)のIn基合金からなる光記録膜、または上記(B)のIn基合金からなる光記録膜を成膜した。
スパッタガス:ArガスとNガスの混合ガス(流量比は表1に示す範囲で変化)
到達真空度 :10−5Torr(1Torr=133.3Pa)以下
スパッタガス総圧:1mTorr
DCスパッタ成膜パワー:100W
スパッタリングターゲット:
上記(A)の光記録膜を成膜する場合にはIn−30%Ni合金を使用
上記(B)の光記録膜を成膜する場合にはIn−27%Co合金を使用
次いで、上記のようにして得られた光記録膜の上に、紫外線硬化性樹脂(日本化薬社製「BRD−130」)をスピンコートした後、紫外線を照射して膜厚100±15μmの光透過層を成膜し、光ディスクを得た。
光記録膜に含まれる合金元素の量、並びに不純物として含まれている窒素及び酸素の量を、XPS法を用いて以下のようにして行なった。
測定装置、並びに測定に用いたX線の線源およびX線出力は以下のとおりである。XPS法の場合、サンプルの表面から数原子層の深さまでが検出範囲となるため、Arイオンによるスパッタリングを行って、約1.3nm/分(SiO換算)の除去速度でサンプルを掘り下げながら測定を行ない、サンプルの深さ方向のXPSスペクトルを求めた。
測定装置:Physical Electronics社製「Quantera SXM」を使用
X線の線源:単色化AlKα
X線出力:25W
次に、このようにして得られたXPSスペクトルから、光記録膜中に含まれるNi、Co、窒素(N)、および酸素(O)の量を、以下のようにして同定した。
まず、各元素に起因するピーク(具体的には、下記のとおり)から、Shirley法を用いてバックグラウンド成分を除去したうえで各元素のピーク強度を算定した。
In:In3d5/2(ピーク位置:約444eV)、Ni:Ni2p3/2(ピーク位置:約853eV)、Co:Co2p3/2(ピーク位置:約778eV)、N:N1s(ピーク位置:約397eV)、O:01s(ピーク位置:約530eV)
次に、このようにして得られたピーク強度から相対感度係数法を用いて各元素の元素比に換算した。相対感度係数法に用いた各ピークの相対感度は、In3d5/2:6.302、Ni2p3/2:2.309、Co2p3/2:2.113、N1s:0.499、01s:0.733である。
(2)光ディスクの評価法
このようにして得られた各光ディスクについて、変調度、C/N比、および耐久性を以下のようにして評価した。
(2−1)信号変調度
光ディスク評価装置(パルステック工業社製「ODU−1000」、記録レーザ波長:405nm、NA(開口数):0.85)およびデジタルオシロスコープ(横河電機社製「DL1640L」)を用い、記録レーザパワー:4mW〜12mWの範囲において線速4.9m/sで長さ0.60μmの記録マーク(25GBのBlu−ray Discの8T信号に相当)を繰り返して形成し、再生レーザパワー0.3mWにおける信号読み取り時の強度を測定し、以下のようにして信号変調度を算出した。
信号変調度(%)
=(信号強度の最大値−信号強度の最小値)/(信号強度の最大値)×100
本実施例では、約6〜7mWの記録レーザパワーでの信号変調度が50%以上のものを合格(○)とした。信号変調度が高いことは、間接的にジッタ値が低いことを意味している。
(2−2)C/N比の測定
信号変調度の測定に用いたのと同じ光ディスク評価装置、およびスペクトラムアナライザー(アドバンテスト社製「R3131A」)を使用し、上記と同様にして記録マークを繰り返して形成し、再生レーザパワー0.3mWにおける信号読み取り時の4.12MHz周波数成分の信号強度をキャリアC(単位dB)とし、その前後の周波数成分の信号強度のノイズN(単位dB)とし、キャリア/ノイズ(C/N比)比(単位dB)を測定した。本実施例では、約6〜7mWの記録レーザパワーでのC/N比が45dB以上のものを合格(○)とした。
(2−3)耐久性の評価
恒温恒湿試験(温度80℃、相対湿度85%、試験時間48時間および96時間)前後の反射率を測定し、反射率の変化量を測定した。具体的には、恒温恒湿試験前の反射率を100%とした場合の試験後96時間の反射率の変化量(ΔR)の絶対値を百分率で表し、ΔRが15%以下のものを合格(○)としたとした。反射率は、分光光度計(日本分光(株)製「V−570」)を用い、波長405nmにおける反射率を測定した。
これらの結果を図2〜図6に示す。
また、表1に、本実施例の結果の概要をまとめて示す。表1には総合評価の欄を設け、前述した各特性がすべて合格のものに「○」を、各特性のいずれかが不合格のものに「×」を付している。
Figure 2009143184
まず、(A)In−30%Ni合金中に種々の窒素量を含有するIn基合金からなる光記録膜(表1のNo.1〜4)について考察する。
図2は、記録レーザパワーと信号変調度との関係をグラフ化したものである。図2に示すように、In−Ni合金中に表1に示す範囲の窒素を含有するNo.1(図2中、◆)、No.2(図2中、■)、およびNo.3(図2中、×)では、約7mW程度の低い記録レーザパワーでも50%以上の高い信号変調度が得られたのに対し、窒素を含まないNo.4(図2中、△)では、50%以上の高信号変調度を得るためには記録レーザパワーが約8mW程度必要であった。
上記の実験結果より、高い信号変調度を確保するためには、少なくともIn−Ni合金中に窒素を導入することが必要であることが分かった。
図3は、記録レーザパワーと信号のC/N比との関係をグラフ化したものである。図3に示すように、In−Ni合金中に窒素を本発明の範囲内で含有するNo.1(図3中、◆)およびNo.2(図3中、■)では、約7mW程度の低い記録レーザパワーでも45dB以上の高いC/N比が得られたのに対し、窒素量が多いNo.3(図3中、×)、および窒素を含まないNo.4(図3中、△)では、45dB以上の高いC/N比を得るためには記録レーザパワーが約8mW程度必要であった。
上記の実験結果より、高いC/N比を確保するためには、In−Ni合金中に、窒素を本発明の範囲内で導入することが必要であることが分かった。
上記の図2および図3の結果を総合的に勘案し、In−Ni合金中に含まれる窒素の含有量を本発明の範囲に規定した。
なお、耐久性に関しては、表1のNo.1〜4のすべてが合格基準を満足していることを確認している(表1には示さず)。
次に、(B)In−27%Co合金中に種々の窒素量を含有するIn基合金(表1のNo.5〜8)について考察する。
図4は、記録レーザパワーと信号変調度との関係をグラフ化したものである。図4に示すように、In−Co合金中に表1に示す範囲の窒素量を含有するNo.5(図4中、◆)、No.6(図4中、■)、およびNo.7(図4中、×)、更には窒素を含まないNo.8(図4中、△)のいずれにおいても、約6mW前後の低い記録レーザパワーで50%以上の高い信号変調度が得られた。
上記の実験結果より、高い信号変調度を確保するためには、In−Co合金を用いれば良く、上記合金中の窒素の有無や窒素の含有量による影響は実質的に見られないことが分かった。
図5は、記録レーザパワーと信号のC/N比との関係をグラフ化したものである。図5に示すように、In−Co合金中に表1に示す範囲で窒素を含有するNo.5(図5中、◆)、No.6(図5中、■)、および窒素を含有しないNo.8(図5中、△)では、いずれも、約6mW前後の低い記録レーザパワーでも45dB以上の高いC/N比が得られたのに対し、窒素を多く含むNo.7(図5中、×)では、45dB以上の高いC/N比を得るためには記録レーザパワーが約8mW程度必要であった。
上記の実験結果より、高いC/N比を確保するためには、In−Co合金を用いる(窒素なし)か、In−Co合金中に含まれる窒素量を本発明で規定する上限以下に抑えることが必要であり、本発明で規定する上限を超えると、低い記録レーザパワーで高い信号変調度を得ることはできないことが分かった。
図6は、恒温恒湿試験の試験時間と反射率変化量との関係をグラフ化したものである。図6に示すように、In−Co合金中に窒素を本発明の範囲内で含有するNo.5(図6中、◆)およびNo.6(図6中、■)は、いずれも、反射率変動値ΔRが約11%と、良好な耐久性が得られているのに対し、窒素を含まないNo.8(図6中、△)では、反射率変動値ΔRが約25%と大きくなり、耐久性が低下した。なお、図6には示していないが、窒素量が多いNo.7では良好な耐久性が得られた。
上記の実験結果より、所望とする耐久性を確保するためには、In−Co合金中に、本発明で規定する下限以上の窒素を導入することが必要であることが分かった。
上記の図4〜図6の結果を総合的に勘案し、In−Co合金中に含まれる窒素の含有量を本発明の範囲に規定した。
図1は、本発明に係る光情報記録媒体の一実施態様を示す断面模式図である。 図2は、In−Ni合金に含まれる窒素原子の量が信号変調度に及ぼす影響を調べたものであり、実施例1のNo.1〜4について、記録レーザパワーと信号変調度との関係をグラフ化した図である。 図3は、In−Ni合金に含まれる窒素原子の量がC/N比に及ぼす影響を調べたものであり、実施例1のNo.1〜4について、記録レーザパワーとC/N比との関係をグラフ化した図である。 図4は、In−Co合金に含まれる窒素原子の量が信号変調度に及ぼす影響を調べたものであり、実施例1のNo.5〜8について、記録レーザパワーと信号変調度との関係をグラフ化した図である。 図5は、In−Co合金に含まれる窒素原子の量がC/N比に及ぼす影響を調べたものであり、実施例1のNo.5〜8について、記録レーザパワーとC/N比との関係をグラフ化した図である。 図6は、In−Co合金に含まれる窒素原子の量が耐久性に及ぼす影響を調べたものであり、実施例1のNo.5〜8について、恒温恒湿試験の試験時間と反射率変化量(ΔR)との関係をグラフ化した図である。
符号の説明
1 基板
2 記録層
3 光透過層

Claims (6)

  1. レーザ光の照射によって記録マークが形成される記録層であって、
    前記記録層は、Ni及び/又はCoを1〜50%(以下、特記しない限り、%は原子%を意味する。)含むIn−Ni合金及び/又はIn−Co合金に窒素を含有するIn基合金からなることを特徴とする光情報記録媒体用記録層。
  2. 前記In−Ni合金は窒素原子を5〜14%の範囲で含有する請求項1に記載の光情報記録媒体用記録層。
  3. 前記In−Co合金は窒素原子を5〜20%の範囲で含有する請求項1に記載の光情報記録媒体用記録層。
  4. 前記レーザ光の波長は350〜700nmの範囲内である請求項1〜3のいずれかに記載の光情報記録媒体用記録層。
  5. 前記レーザ光の波長は380〜450nmの範囲内である請求項1〜4のいずれかに記載の光情報記録媒体用記録層。
  6. 前記請求項1〜5のいずれかに記載の光情報記録媒体用記録層を備えてなる光情報記録媒体。
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